CN106415161A - 具有压力控制的冷却系统 - Google Patents

Abstract

一种冷却系统包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和换热器。该换热器包括用于容纳制冷剂的容器，该容器具有内部空间，该内部空间由容器壁的闭合的表面限定边界，该容器包括用于将制冷剂穿过容器壁输送到内部空间中以及输送出内部空间的入口和出口。管被至少部分地安置在内部空间内部，其中，管的第一端部被固定到容器壁的第一孔口，管的第二端部被固定到容器壁的第二孔口，以使得能够实现通过第一孔口和第二孔口进入和/或离开该管的流体连通。压力控制装置基于目标温度来控制内部空间中的压力。

Description

具有压力控制的冷却系统

技术领域

本发明涉及一种冷却系统。更具体地，本发明涉及一种具有压力控制的冷却系统。

背景技术

普遍地，流体冷却器被用于冷却水或另一种流体。这种流体冷却器被广泛应用于工业、家用电器、饮水设施、例如快餐店的饭店、餐饮业等等。被流体冷却器制冷的流体往往应当被分配到例如玻璃杯中。在这种产业中，已知使用包括制冷容器的流体冷却器，该制冷容器包括容纳有制冷剂的管，该管穿过制冷容器的内部。以这种方式，待冷却的流体可被储存在制冷容器的内部；并且流动通过管的制冷剂能够将流体冷却。然而，通常这种流体冷却器的尺寸较大，因此在使用该流体冷却器的设施中占用了大量的空间。这些流体冷却器的另一个缺陷是，该流体冷却器能量效率低下。

更普遍地，已知换热器被用于制冷系统中。然而，对改进的换热器具有着需求。

GP 1247580公开了一种包括压缩机、冷凝器、流体管线和冷却单元的制冷系统，其中，该冷却单元包括容纳有制冷剂的环形的制冷室。

DE 10 2012 204057进一步公开了一种包括填充有制冷剂的腔的换热器，该制冷剂出自于蒸发器，以在将制冷剂输送到冷凝器之前调控该制冷剂的温度。

发明内容

具有一种改进的对流体进行制冷的方式是有利的。为了更好地解决这个问题，本发明的第一方面提供了一种冷却系统，该冷却系统包括：

压缩机；

冷凝器；

膨胀阀；以及

换热器，该换热器包括：

用于容纳制冷剂的容器，该容器具有内部空间，该内部空间由容器壁的闭合的表面限定边界，该容器包括用于使制冷剂穿过容器壁被输送到内部空间中以及输送出内部空间的入口和出口，以及

至少部分地在内部空间内部的管，其中，管的第一端部被固定到容器壁的第一孔口，管的第二端部被固定到容器壁的第二孔口，以使得能够实现通过第一孔口和第二孔口进入和/或离开所述管的流体连通；以及

压力控制装置，该压力控制装置被配置为基于目标温度来控制内部空间中的压力；

其中，换热器的容器通过入口和出口与压缩机、冷凝器和膨胀阀连接，以形成至少一个制冷循环，在该至少一个制冷循环中，换热器为蒸发器。

该冷却系统更为高效，因为压力控制装置能够通过控制内部空间中的制冷剂的压力来直接控制管中的流体的温度。

换热器的容器壁的闭合的表面可呈现完全穿过容器延伸的孔，并且其中，管具有围绕所述容器壁的壁部分的至少一绕圈，该壁部分限定出所述孔。这呈现了容器中所需的制冷剂的量的减少。此外，在孔周围卷绕的管在管中需要较少的急剧的转弯部，因此对通过管的流体造成更少的搅动，然而更以大体积的管子件填充了容器的大体积分数，因此需要更少的制冷剂以填充容器。

呈现孔的闭合的表面可以是圆环面。圆环面的圆形的形状是尤其高效的。

压力控制装置可包括将温度值与对应的制冷剂压力值关联的表格或映射。以这种方式，可对压力进行调节或调整，以对应于对应的温度值。

冷却系统可包括温度传感器，该温度传感器被配置为测量管内部的流体的温度。这使得能够基于所测量的温度来调节容器中的制冷剂的压力。

冷却系统可包括泵，以使流体从管的第一端部穿过管移动到管的第二端部。这使得能够通过管对待冷却的流体进行连续的供给。

在冷却系统中，第一温度传感器可被定位在管的第一端部处，以测量在管内部在管的第一端部处的流体的温度，和/或第二温度传感器可被定位在管的第二端部处，以测量在管内部在管的第二端部处的流体的温度。第一温度传感器测量流到容器内的管部分中的流体的温度，第二温度传感器测量流出容器内的管部分的流体的温度。这有助于控制容器中的制冷剂的压力。

冷却系统可包括压力传感器，以测量容器内部的制冷剂的压力。当所测量的压力偏离目标压力时，压力控制装置可通过控制制冷循环的特定的部件来调节压力。

压力控制装置可被配置为：

接收管内部的流体的目标温度；

基于目标温度确定容器中的制冷剂的目标压力；以及

基于目标压力控制容器内部的压力。

这使得能够得到高效的冷却系统。

容器中的制冷剂的目标压力可被设定为等于处于目标温度的制冷剂的蒸汽压力。这将物理性质付诸于实践使用，以实现所期望的目标温度。

压力控制装置可被配置为：

对用于冷却管中的液体的换热需求的增长进行探测；以及

响应于探测到的换热需求的增长来控制以减小容器中的压力。

这有助于将预期的换热增长提前，因此避免了管内部在第二端部处的流体的不期望的温升。

压力控制装置可被配置为基于所测量的在管内部在管的第一侧处的流体的温度和/或从容器朝向压缩机移动的气态的制冷剂的量来探测换热需求的增长。这些是冷却需求的良好指标。

压力控制装置可被配置为通过控制下述各项中的至少一个来控制容器内部的制冷剂的压力：

压缩机的抽吸力；以及

膨胀阀的设置(setting)。

这些是如何控制压力的示例。

内部空间内部的管的部分可具有长度、直径和壁厚，并且泵具有流体的通过量，被配置为使得管的第二端部处的流体具有大体等于容器中的制冷剂的温度的温度。以这种方式，不必将制冷剂冷却到(远)低于目标温度，以提供更为高效的冷却系统。

根据本发明的另一个方面，用于在制冷系统中对流体进行制冷的换热器包括：

用于容纳制冷剂的容器，容器包括内壁和外壁，其中内壁与外壁是同心的，其中容器具有至少由内壁和外壁限定边界的内部空间，容器包括用于将制冷剂输送到内部空间中和输送出内部空间的入口和出口；

内部空间内部的管，该管以围绕内壁至少一圈的方式进行布置；以及

被配置为基于目标温度对容器中的压力进行控制的压力控制装置，其中，控制装置包括将温度值与对应的制冷剂压力值关联的表格或映射。

本领域技术人员应当理解的是，可以以任何认为有用的方式将上文所描述的特征进行结合。此外，可将关于系统所进行描述的修改与变型同样地应用于方法和计算机程序产品，以及，可将关于方法所进行描述的修改与变型同样地应用于系统和计算机程序产品。

附图说明

根据在下文中在附图中描述的实施例，本发明的这些方面和其它的方面是很明显的，并且将参照该实施例对该方面进行阐述。在附图中从始至终地，相似的项由相同的附图标记进行标示。附图是出于说明的目的而示意性地画出的，并且可能不是按照比例画出的。

图1A示出了用于对流体进行制冷的换热器的部分加工(worked)开放视图。

图1B示出了图1A的用于对流体进行制冷的换热器沿纵向方向的横截面。

图2A示出了用于对流体进行制冷的另一种换热器的部分加工开放视图。

图2B示出了图2A的用于对流体进行制冷的换热器沿纵向方向的横截面。

图3示出了用于对流体进行制冷的另一种换热器。

图4示出了图3的用于对流体进行制冷的换热器的部分加工开放视图。

图5示出了制冷系统。

图6示出了制冷系统的示意图。

图7示出了用于对流体进行制冷的设备的部分加工开放视图。

图8示出了对流体进行制冷的方法的流程图。

图9示出了包括压力控制装置的制冷系统的简图。

具体实施方式

本文中所讨论的被用于在该专利文件中说明本申请的原理的附图和各个实施例仅是通过说明性的方式，并且不应当以任何方式被理解为限制本申请的范围。本领域技术人员应当理解，可以以任何适合的方法或者以任何适当布置的系统或设备来实施本申请的原理。

图1A示出了用于对流体进行制冷的容器的部分加工开放视图。容器包括内壁105和外壁102。内壁105和外壁102可以是同心的。容器进一步包括内部空间103，该内部空间至少由内壁105和外壁102来限定边界。内壁的上端部和外壁的上端部可通过上部的壁连接。同样地，内壁的下端部和外壁的下端部可通过下部的壁连接。应当理解的是，在上部/下部的壁与内壁/外壁之间不需要有清晰的边界。这对如图1A和图1B中示出的具有圆形横截面的内部空间而言尤其如此。内部空间可以是流体闭合的，以使得制冷剂不能从制冷系统逸散。内部空间103可大致具有环形的形状。替代性地，内部空间103可具有任何其它适合的形状。容器可包括入口和出口(未示出)，该入口和出口用于使典型地为制冷剂的流体被输送到内部空间103中和输送出该内部空间。出口可以为能够被连接到压缩机(未示出)的，入口可以为能够被连接到冷凝器(未示出)的。容器可具有多于一个的入口和/或多于一个的出口。容器在内部空间103内部进一步包括管107。管107可以以围绕内壁105至少一圈的方式进行布置。然而，管107可以以线圈形状围绕内壁105以多个圈布置。这多个圈可以是使得管被布置为占据内部空间103的预定的量的容积的任何适合的数量。然而，这不是一种限制。例如，管可被布置为占据内部空间的至少三分之二的容积。替代性地，管可具有任何尺寸。

图1B示出了沿图1A的用于对流体进行制冷的换热器的一部分的纵向方向的横截面。管107被示出以围绕内壁105数个圈的方式穿过内部空间103。内部空间103可被填充液态制冷剂直至在图1B中如109所示的液位。内部空间103的其余部分可填充有气态制冷剂。内部空间103可具有在图1B中示出为h的高度，该高度是关于图1A的外壁102和内壁105所同心的轴线进行测量的。例如，在换热器运行期间该同心轴线可被竖直地定向。然而，这不是一种限制。

图2A示出了用于对流体进行制冷的设备的容器的部分加工开放视图。容器包括内壁205和外壁202。内壁205和外壁202可以是同心的。容器进一步包括内部空间203，该内部空间至少由内壁205和外壁202来限定边界。内壁205和外壁202可具有圆筒形的形状。容器可包括入口和出口(未示出)，该入口和出口用于使典型地为制冷剂的流体被输送到内部空间203中和输送出该内部空间。出口可以为能够被连接到压缩机(未示出)的，入口可以为能够被连接到冷凝器(未示出)的。容器可具有多于一个的入口和/或多于一个的出口。容器在内部空间203内部进一步包括管207。管207以围绕内壁205至少一圈的方式进行布置。然而，管207可围绕内壁205以多个圈布置。例如，这多个圈可以是使得管被布置为占据内部空间203的预定的量的容积的任何适合的数量。例如，管可被布置为占据内部空间的至少三分之二的容积。

图2B示出了沿图2A的用于对流体进行制冷的换热器的一部分的纵向方向的横截面。管207被示出穿过内部空间203。内部空间203可被完全填充制冷剂。制冷剂可以为液态的，直至在图2B中如209所示的液位。然而，可以不同地选择液态制冷剂的液位。示出的液位仅为示例。内部空间203的在209所指示的液位上方的其余部分可填充有气态制冷剂。

图3示出了用于对流体进行制冷的换热器的另一个实施例。容器包括内壁305和外壁302。内壁305和外壁302可以是同心的。容器进一步包括内部空间(未示出)，该内部空间至少由内壁305和外壁302限定边界。内部空间具有有着直的截面318的环形的形状。容器可包括入口和出口(未示出)，该入口和出口用于使典型地为制冷剂的流体被输送到内部空间中和输送出该内部空间。出口可以为能够被连接到压缩机(未示出)的，入口可以为能够被连接到冷凝器(未示出)的。容器可具有多于一个的入口和/或多于一个的出口。容器可进一步包括被安置在内部空间内部的第一管和第二管。第一管和第二管可各自以围绕内壁305至少一圈的方式进行布置。第一管和第二管可围绕内壁305多个圈布置。多个圈可以是任何适合的数量。例如，圈的数量可使得第一管和/或第二管被布置为占据内部空间的预定的量的容积。例如，第一管和/或第二管可被布置为占据内部空间的至少三分之二的容积。容器可包括两个输入孔口和两个输出孔口。第一管319可在第一输入孔口315处进入容器并且可在第一输出孔口317处退出容器。第二管320可在第二输入孔口313处进入容器并且可在第二输出孔口311处退出容器。管的数量不限于一个或两个。容器的替代性实施例可包括任何数量的穿过内部空间的管。容器可在该容器的任何部分处包括孔口。管可通过这些孔口中任意的孔口退出和/或进入容器。管可以以容器围绕管为流体闭合的方式固定到孔口，使得没有制冷剂能够通过孔口从容器逸散。

图4示出了图3所示的换热器的加工开放视图。第一管421和第二管423被示出穿过内部空间425。穿过容器的内部空间的不同的管可以使其路线交叉，或者可以以任何适合的形式来对该管进行安置。

图5示出了一种制冷系统。制冷系统可包括用于容纳制冷剂的容器501。在图5的实施例中，容器501为蒸发器，该蒸发器用于冷却流动通过容器501的内部空间内部的管的流体。容器501可包括内壁505和外壁503。内壁505和外壁503可以是同心的。容器501可具有内部空间，该内部空间至少由内壁505和外壁503限定边界。容器501可在内部空间内部包括管(未示出)，该管以围绕内壁至少一圈的方式进行布置。管可围绕内壁以多个圈布置。例如，容器501的内部空间可具有圆环面的形状。内部空间内部的管可具有线圈的形状。容器501可与图1A、图1B、图2A、图2B、图3和图4中的任一幅的设备的容器相类似。

容器可包括第一孔口513和第二孔口511。第一孔口513和第二孔口511可以处于容器501的外壁503中。第一孔口513可被布置在三分之二的高度处或者更高处。第二孔口511可被布置在三分之一的高度处或者更低处。替代性地，第一孔口513可位于在图1B中示出为109的液位的上方，内部空间103被气态制冷剂填充直至该液位处。第二孔口511可位于在图1B中示出为109的液位下方，内部空间103被液态制冷剂填充直至该液位处。第一孔口513和第二孔口511可位于容器501的任何适合的位置。管可包括第一端部和第二端部。管的第一端部可被固定到容器501的第一孔口513，管的第二端部可被固定到第二孔口511，以使得能够实现通过第一孔口513和第二孔口511进入和/或离开所述管的流体连通。可以在管的内部与内部空间的其余部分之间无流体连通的方式对容器和管进行构造。然而，可选择管的材料以使得内部空间中的制冷剂与管的内部的流体之间确实地发生热交换。

管的第一端部可通过另外的管子件540连接到流体容纳部530。另外的管子件540的至少一部分和内部空间内部的管可形成一个完整的管。替代性地，另外的管子件540和内部空间内部的管可操作性地相互连接。在任一种情况下，另外的管子件可使得待制冷的流体能够从流体容纳部530流动到内部空间内部的管部分中。管的第二端部可例如通过另外的管子件541操作性地连接到龙头535，并且该第二端部可被布置为使得被制冷的流体能够流出内部的管到龙头中。与另外的管子件540相似地，另外的管子件541的至少一部分可与内部空间内部的管形成完整的管。替代性地，另外的管子件541和内部空间内部的管可例如在孔口511处操作性地相互连接。

容器501可进一步包括入口521和出口519。图5的制冷系统可进一步包括制冷剂输入管517和制冷剂输出管515。制冷剂输入管517可被连接到入口521并且被布置为使得制冷剂能够通过制冷剂输入管517流动到容器501的内部空间中。制冷剂输出管515可被连接到出口519并且被布置为使得制冷剂能够流出容器501的内部空间到制冷剂输出管515中。

图5的制冷系统可进一步包括压缩机527和冷凝器523。制冷剂输出管线515可将容器501的内部空间与压缩机527流体地连接。压缩机527可被布置为接收来自输出管线515的制冷剂并压缩制冷剂。压缩机527可包括排流管线525，该排流管线操作性地连接到压缩机527并且被布置为使得被压缩的制冷剂能够流出压缩机527。排流管线525可进一步操作性地连接到冷凝器523。冷凝器523可被布置为接收来自排流管线525的被压缩的制冷剂。冷凝器523可被布置为接收来自压缩机527的被压缩的制冷剂。冷凝器523可进一步被布置为使制冷剂冷凝。冷凝器523可被布置为将被压缩的和被冷凝的制冷剂朝向容器501推进到输入管线517中。

图5的制冷系统可包括压力控制装置(未示出)，该压力控制装置被布置为基于目标温度来控制容器501中的制冷剂的压力。制冷系统可进一步包括温度传感器，该温度传感器可被配置为测量内部空间607内部的换热器的或管631内部的流体的温度。替代性地或额外地，系统可包括压力传感器，该压力传感器被配置为测量内部空间607内部的制冷剂的压力。控制装置可包括将温度值与对应的制冷剂压力值关联的表格或其他种类的映射。

制冷系统可包括并行地连接到制冷系统的多于一个的容器(未示出)。此外，制冷系统可包括多于一个的龙头，每个龙头连接到不同容器的内部的管。制冷系统可进一步包括多于一个的流体容纳部，该多于一个的流体容纳部各自容纳待制冷的流体并且各自连接到不同的容器的内部的管。每个容器均可具有其自身的在上文所述的压力/温度控制。

图5的制冷系统的冷凝器例如可包括如图1A、图1B、图2A、图2B、图3和图4所示的容器。

图6示出了一种制冷系统的示意图。图6的制冷系统包括蒸发器551、压缩机557和冷凝器561。蒸发器551可包括如图5所示的容器501。蒸发器551也可包括如图1A、图1B、图2A、图2B、图3和图4所示的容器。替代性地，蒸发器511可以为现有技术中已知的任何蒸发器。此外，图6的制冷系统可包括流体输入管558，该流体输入管可操作性地连接到蒸发器558，用于使得能够通过蒸发器551来冷却流体。图6的制冷系统还可包括流体输出管570，该流体输出管可操作性地连接到蒸发器551，用于使得流体能够流出蒸发器。制冷系统可进一步包括抽吸管线555。抽吸管线555的端部中的一个可被流体连接到蒸发器551，并且可被布置为使得制冷剂能够流出蒸发器551。抽吸管线555的另一个端部可进一步操作性地连接到压缩机557。压缩机557可被布置使得制冷剂从蒸发器551通过抽吸管线555流动到压缩机557。压缩机557可被布置为对从抽吸管线555接收的制冷剂进行压缩。制冷系统可进一步包括排流管线559，该排流管线将压缩机557流体连接到冷凝器561，并且该排流管线被布置为使得被压缩的制冷剂能够从压缩机557流动到冷凝器561。冷凝器561可被布置为对从压缩机接收的被压缩的制冷剂进行冷凝。冷凝器561可以为现有技术中已知的任何适合的冷凝器。替代性地，冷凝器561可包括与图5所示的容器相似的容器501，或与图1A、图1B、图2A、图2B、图3和图4所示的容器相似的容器。在这种情况下，制冷剂可在容器的内部空间内部被冷凝。可将冷却流体布置为流动通过管，以进一步地冷却制冷剂。制冷系统可进一步包括管线563，该管线将冷凝器561流体连接到蒸发器551，并且该管线被布置为使得被冷凝的制冷剂能够从冷凝器流动到蒸发器551。在本文示出的实施例中，以管的内部与制冷剂流体隔离的方式来构造设备。在管的内部与外部之间进行热交换。然而，制冷剂通常不能够流动到管的内部中。然而，这不是一种限制。

图7示出了用于对流体进行制冷的设备的部分加工开放视图。图7的设备可包括换热器601。换热器601可包括内壁605和外壁603。内壁605和外壁603可以是同心的。换热器601可具有内部空间607，该内部空间至少由内壁605和外壁603限定边界。换热器601可在内部空间607内部包括管631，该管以围绕内壁605至少一圈的方式进行布置。管631可围绕内壁605以多个圈布置。内部空间601可具有圆环面或环形圈的形状。换热器601可与图1A、图1B、图2A、图2B、图3、图4和图5中示出的设备中的一个相类似。换热器601可被用作蒸发器和设备的冷却元件。

换热器可包括第一孔口和第二孔口(未示出)。第一孔口和第二孔口可以处于换热器601的外壁603中。例如，第一孔口可被布置在换热器601的三分之二的高度处或者在更高处。例如，第二孔口可被布置在三分之一的高度处或者在更低处。替代性地，第一孔口和第二孔口可位于换热器601的任何适合的位置处。管631包括第一端部和第二端部(未示出)。管的第一端部可固定到第一孔口，管的第二端部可固定到第二孔口，以使得能够实现通过第一孔口和第二孔口进入和/或离开所述管631的流体连通。

管的第一端部可操作性地连接到流体容纳部(未示出)，并且被布置为使得待制冷的流体能够从流体容纳部(未示出)流动到管631中。例如，流体容纳部容纳适合于诸如为水、苏打饮料或啤酒的饮料的供消耗的液体。例如，供消耗的液体为碳酸饮料。管的第二端部可操作性地连接到龙头(未示出)，并且被布置为使得被制冷的流体能够流出内部的管631到龙头中。

换热器601可进一步包括入口621和出口619。图7的制冷系统可进一步包括制冷剂输入管和制冷剂输出管(未示出)。制冷剂输入管可连接到入口621，并且被布置为使得制冷剂能够通过制冷剂输入管流动到内部空间607中。制冷剂输出管可连接到出口619，并且被布置为使得制冷剂能够流出内部空间607到制冷剂输出管中。

图7的制冷系统可进一步包括压缩机(未示出)和冷凝器623。制冷剂输出管线可进入压缩机。压缩机可被布置为接收来自于输出管线的制冷剂并压缩制冷剂。压缩机可包括排流管线(未示出)，该排流管线操作性地连接到压缩机并且被布置为使得被压缩的制冷剂能够流出压缩机。排流管线可进一步操作性地连接到冷凝器623。冷凝器623可被布置为接收来自排流管线的被压缩的制冷剂。冷凝器623可被布置为直接接收来自压缩机的被压缩的制冷剂。冷凝器623可进一步被布置为使制冷剂冷凝。冷凝器623可被布置为将被压缩的制冷剂推进到输入管线中。

图7的制冷设备可进一步包括电源629，以对制冷设备的电气部件供电。

内壁619可包围任何其它适合的元件或材料。例如，制冷系统的部件可被安置在容器的开放的中央处。替代性地，可将隔离材料置于该中央处和/或围绕换热器601放置。

图8示出了对流体进行制冷的方法的流程图。对流体进行制冷的方法可包括步骤701，该步骤包括，对制冷剂进行控制，使其流动穿过流体连接到容器的内部空间的输入管，通过该输入管到内部空间中，以及对制冷剂进行控制，使其流出内部空间到连接到内部空间的输出管中，其中，容器包括内壁和外壁，其中，内壁和外壁是同心的，并且内部空间至少由内壁和外壁限定边界，容器包括用于将制冷剂输送到内部空间中和输送到内部空间之外的入口和出口，该内部空间以围绕内壁至少一圈的方式布置。

该方法可进一步包括步骤702。步骤702包括，对待制冷的流体进行控制，使其流动穿过内部的管。

控制方法可包括另外的步骤(未示出)，该另外的步骤包括，基于目标温度对容器中的压力进行控制。

应当理解的是，上述的三个步骤可被同时执行，以连续地供给被制冷的液体。

图9示出了具有压力控制装置920的冷却系统的简图。冷却系统包括制冷循环，该制冷循环包括压缩机922、冷凝器923和膨胀阀924。这些部件自身在现有技术中是已知的。冷却系统包括换热器901。在附图中该换热器被部分加工开放地示出。换热器充当制冷循环的蒸发器。换热器901与管909内部的流体交换热量。管909例如在一个端部上被连接到诸如为啤酒桶的流体源913，并且在另一个端部上连接到诸如为龙头的流体流放部915。

换热器901的结构和功能可以与本说明书中从始至终所公开的换热器的结构和功能相同或相似。然而，换热器中的一个或多个的其它的构型也是可能的。虽然示出了具有一个换热器901的构型，但是冷却系统可扩展为具有任意数量的换热器，该任意数量的换热器遵循本文中针对一个换热器所阐述的原理。

换热器901可包括用于容纳制冷剂的容器931，容器931具有内部空间907，该内部空间由容器壁917的闭合的表面限定边界，容器931包括用于使制冷剂穿过容器壁917被输送到内部空间907中以及输送出该内部空间的入口903和出口905。管909至少部分地被安置在内部空间907内部。管909的第一端部903被固定到容器壁917的第一孔口，管的第二端部935被固定到容器壁917的第二孔口，以使得能够实现通过第一孔口和第二孔口进入和/或离开管907的在容器内部的部分的流体连通。

换热器901的容器931通过容器的入口903和出口905与压缩机922和冷凝器923以及膨胀阀924连接。这形成了至少一个制冷循环，其中，换热器901为蒸发器。

换热器901的容器壁917的闭合的表面存在完全穿过容器延伸的孔937，并且其中，管909具有围绕所述容器壁的壁部分的至少一绕圈，该壁部分限定所述孔。存在有孔的闭合的表面可以是圆环面或具有如在本公开中的其它位置所说明的另一种形状。

冷却系统可包括压力控制装置920。该压力控制装置920例如可包括处理器和存储器(未示出)。在存储器中，可存储有程序代码，程序代码在由处理器执行时使得压力控制装置以预定的方式控制冷却系统。进一步地，压力控制装置920可具有一个或多个电子接口，以接收传感器输入和发送控制信号。在附图中，示出了三个传感器，这三个传感器例如通过电线将所感应的数据发送至压力控制装置920。首先，压力测量仪器911被布置为用于测量换热器901的容器931中的制冷剂的压力。压力测量仪器911被布置为用于将所测量的压力值发送到压力控制装置920。其次，第一温度传感器940被布置为用于测量在管909中在第一端部933处的流体的温度。再次，第二温度传感器941被布置为用于测量在管909中在第二端部935处的流体的温度。压力测量仪器911、第一温度传感器940和第二温度传感器941被布置为用于将所测量的值发送到压力控制装置920。

另外，在示出的示例中，压力控制装置920被连接到压缩机922。例如，压力控制装置920可控制压缩机922的电力。优选地，压力控制装置可逐步地控制压缩机922的电力，即，不只是开/关的开关，而是压力控制装置可选择数个不同的电力等级中的一个，或者甚至来自连续范围的电力等级的值。例如，压力控制装置920控制压缩机922的旋转速度。压力控制装置920进一步连接到膨胀阀924。例如，压力控制装置920可打开或关闭膨胀阀924。可能地，进一步的精细微量(fine grained)控制是可能的(即，控制装置920可控制膨胀阀924打开到什么程度)。应当理解的是，连接件是作为示例公开的。在其它的实施方式中，某些连接件可被省略，或者可添加其它的连接件、传感器和控制设备。例如，可设置流量传感器以测量通过管909的流体的流量，并且可设置流量传感器以测量朝向压缩机922流动的流体的量。

压力控制装置920被配置为基于目标温度来控制内部空间907中的压力。为此，压力控制装置可包括将温度值与对应的制冷剂压力值关联的表格或映射。可与已知的制冷剂R404a相结合使用的示例性的表格如下。下文的表格将温度值映射到R404a的对应的测量压力值：

例如可通过插值来得到中间值。在实际应用中，可准备针对应用所需的温度范围的表格。

冷却系统可进一步包括泵(未示出)，以使流体从管的第一端部穿过管移动到管的第二端部。该泵可位于流体源913与流体流放部915之间的任意位置处。替代性地，还可能的是，流体由于流体源913与流体流放部915之间的压力差而移动穿过管。

压力控制装置可被配置为接收管内部的流体的目标温度。该目标温度可被存储在存储器中，例如在工厂中进行预配置或者由终端用户通过用户界面进行设定。接下来，压力控制装置920可基于目标温度确定容器中的制冷剂的目标压力。这可通过映射来完成。接下来，压力控制装置920可基于目标压力控制容器931内部的制冷剂的压力。

例如，容器中的制冷剂的目标压力为处于目标温度的制冷剂的蒸汽压力。该蒸汽压力可以为制冷剂的已知的物理性质并且可以对于不同的温度被制成表格，或者目标压力可根据目标温度使用例如博伊尔和盖吕萨克的气体状态方程(gas equation of Boyleand Gay-Lussac)的适合的公式计算出来，该气体状态方程通过方程式pV＝nRT具体说明了理想气体在压力、体积、温度和微粒数量的影响下的性状，其中，p为以Pa(N/m²)为单位的压力，V为以立方米(m³)为单位的体积，n为以mol为单位的气体的量，R为气体常数(8,314472J·K^-1mol^-1)，以及T为以K为单位的绝对温度。

压力控制装置920可被配置为对用于冷却管中的液体的换热需求的增长进行探测，以及响应于探测到的换热需求的增长来控制以减小容器931中的制冷剂的压力。压力可被减小到低于预先确定的“目标压力”，因为热量需求的增长可能需要制冷剂冷却到低于目标温度。

压力控制装置920可被配置为基于所测量的在管内部在管的第一侧处的流体的温度来探测换热需求的增长。这使得能够确定输入流体的温度与目标温度之间的差，该差影响待完成的冷却的量。压力控制装置920可被配置为基于从容器朝向压缩机移动的气态制冷剂的量来探测换热需求的增长。这是从管中的流体吸取的热量的量的指示，并且因此与流过管的流体的量有关联。两个测量值的结合使得能够在为时已晚之前(即，在任何具有高于目标温度的温度的流体到达管的第二端部之前)将增长的换热需求提前。

压力控制装置可被配置为通过控制压缩机的抽吸力和膨胀阀的设置中的至少一个来控制容器内部的制冷剂的压力。这些参数可影响容器中的压力。压缩机从容器抽吸出的越多，容器内部的压力越低。膨胀阀越被控制为使得制冷剂能够被注入到容器中，压力将变得越高。

内部空间内部的管的部分具有长度、直径和壁厚，并且泵具有流体的通过量，被构造为使得管的第二端部处的流体具有大体等于容器中的制冷剂的温度的温度。这可能还要考虑到冷却系统的规格，诸如来自流体源913的流体的温度值的范围和/或通过管的流体的通过速度的范围。

一种用于在制冷系统中对流体进行制冷的换热器可包括：

用于容纳制冷剂的容器(501，601)，容器包括内壁(505，605)和外壁(503，603)，其中内壁与外壁是同心的，其中容器具有至少由内壁和外壁限定边界的内部空间，容器包括用于将制冷剂输送到内部空间(607)中和输送出该内部空间的入口(521，621)和出口(519，619)；

内部空间(607)内部的管(631)，该管以围绕内壁至少一圈的方式进行布置；以及

被配置为基于目标温度对容器中的压力进行控制的压力控制装置，其中，控制装置包括将温度值与对应的制冷剂压力值关联的表格或映射。

应当理解的是，对流体或液体进行冷却的方法可通过下述的方式实现：使流体或液体穿过本文中所阐述的冷却系统的管，并且对待冷却的液体或流体设定合适的目标温度。

根据示例，用于在制冷系统中对流体进行制冷的换热器包括：

用于容纳制冷剂的容器，容器包括内壁和外壁，其中内壁与外壁是同心的，其中容器具有至少由内壁和外壁限定边界的内部空间，容器包括用于将制冷剂输送到内部空间中和输送出内部空间的入口和出口；以及

内部空间内部的管，该管以围绕内壁至少一圈的方式进行布置。

该构型使得管能够延伸穿过内部空间而不会对管形成突然的转折或扭曲，使得流体可流动通过管而不被搅动。例如，可以以圈或类似线圈的方式将管围绕内壁以一个或多个圈布置。

例如，管可以是刚性的。

在管与内部空间的壁之间可保持一空间。而且，在管的不同部分之间可保持一空间。这样，制冷剂可更好地接触管并且与管内部的流体更好地换热。

容器可包括蒸发器。这提供了一种改进的制冷系统。例如，内部空间为蒸发器。例如，容器可填充有液相和/或气相的制冷剂。待制冷的流体可流动通过管，因此被包围容器内部的管的制冷剂所制冷。因此，换热器提供了对管内部的流体的有效的制冷。换热器的形状使得该换热器是紧凑的，因此可使得制冷系统能够为小型的并且节省空间。待制冷的流体流转通过管可使得流体能够被有效地制冷，因此使得能够节约能源。通过选择换热器的尺寸，包括选择容器内部的管的长度，以及考虑到流体流动通过内部空间内部的管所耗费的时间，可制成下述的换热器：在该换热器中，当流体离开内部空间内部的管时，流体具有由制冷剂的温度确定的预定的温度。

容器可包括第一孔口和第二孔口，并且管可包括第一端部和第二端部，其中管的第一端部被布置为固定到容器壁的第一孔口，管的第二端部被布置为固定到容器壁的第二孔口，以使得能够实现通过第一孔口和第二孔口进入和/或离开管的流体连通。这有助于待制冷的流体穿过容器内部的管的流动。通过选择换热器的尺寸，包括选择容器内部的管的长度，以及考虑到流体通过管的平均速度，可制成下述的换热器：在该换热器中，当流体通过第一孔口或第二孔口离开管和容器时，流体具有预定的温度。应当理解的是，管可被仅部分地安置在容器内部。特别地，术语“第一端部”和“第二端部”可指示管的管贯穿容器壁的部分。

换热器可包括制冷剂输入管和制冷剂输出管，该制冷剂输入管连接到容器的入口并且被布置为使得制冷剂能够通过制冷剂输入管流动到内部空间中；该制冷剂输出管连接到容器的出口并且被布置为使得流出内部空间的制冷剂能够流动到制冷剂输出管中。这有助于制冷剂流出容器与流入容器中。

内部空间可包含部分为液态部分为气态的制冷剂。出口可位于液态制冷剂的最高液位的上方。这样可保护压缩机免于发生故障，因为这使得制冷剂能够在容器的较高的部分处离开容器，在该处制冷剂为气态的，因此有助于避免液态制冷剂从容器流动到压缩机。要注意的是，液态的制冷剂可能导致损坏压缩机。入口也可位于液态制冷剂的最高液位的上方。这样将防止液态的制冷剂回流。

第一孔口可被布置于容器的三分之二的高度处或者更高处，第二孔口可被布置于容器的三分之一的高度处或者更低处，其中高度是沿着同心的轴线测量的。这样可有利于对流体进行制冷，因为这使得流体能够在容器的下部部分被制冷之后离开容器，在该下部部分处，制冷剂的温度可比在容器的较高的部分处更低。

管可围绕内壁以多个圈布置。以这种方式，管可被设计为使得考虑到所需的换热，管的内部的流体将按需要多次地穿过制冷剂。此外，尤其因为管围绕内壁以圈布置所用的构型使得管的形状能够被平滑地设置，所以待制冷的流体可平稳地流动通过管。这有利于当行进穿过管的流体将被更少地搅动时对例如诸如为啤酒之类的气泡饮料进行制冷。

可将管布置为占据内部空间的至少三分之二的容积。这提高了换热器的效率，因为待制冷的流体将穿过内部的管，并且因此在更长的时间段内穿过制冷剂，因此对于同一压力达到了更低的温度并且节约了能源。此外，可需要更少的制冷剂来填充内部空间。

换热器可进一步包括压力控制装置，该压力控制装置被配置为基于目标温度来控制内部空间中的压力。以这种方式，有效地实现了目标温度。

换热器可进一步包括温度传感器，该温度传感器被配置为测量内部空间内部的制冷剂和/或管内部的流体的温度。这使得能够改善对待制冷的流体的温度进行的控制。例如，压力控制装置可被配置为基于目标温度和测量温度来控制压力。

内部空间可具有圆环面的形状。这使得换热器能够具有紧凑的构造，因此节省了空间。

管的第一端部可被操作性地连接到流体容纳部并且可被布置为使得待制冷的流体能够从流体容纳部流动到管中，管的第二端部可被操作性地连接到龙头并且可被布置为使得被制冷的流体能够流出内部的管到龙头中。这使得能够以有效的方式对被制冷的流体进行分配。

另一个示例提供了一种对流体进行制冷的方法，该方法包括以下步骤：

对制冷剂进行控制，使其流动穿过流体连接到容器的内部空间的输入管，通过该输入管流动到内部空间中，以及对制冷剂进行控制，使其流出内部空间到连接到内部空间的输出管，其中，容器包括内壁和外壁，其中，内壁和外壁是同心的，并且内部空间至少由内壁和外壁限定边界，容器包括用于将制冷剂输送到内部空间中和输送到内部空间之外的入口和出口，以及其中，容器在内部空间内部进一步包括管，该管以围绕内壁至少一圈的方式进行布置；以及

对待制冷的流体进行控制，使其流动穿过内部的管。

本领域技术人员应当理解的是，可以以任何认为有用的方式将上文所描述的特征进行结合。此外，涉及系统进行说明的修改和变型可同样地应用于方法，并且反之亦然。

应当注意的是，上述的实施例对本发明是进行阐述而非限制，并且本领域技术人员将能够设计出多种替代性的实施例而未脱离所附的权利要求的范围。在权利要求中，任何置于圆括号之间的附图标记不应被理解为对权利要求进行限制。使用动词“包括”和其变位不排除存在与权利要求中所说明的不同的元件或步骤。在元件之前的冠词“一”或“一个”不排除存在多个这种元件。不争的事实是，某些措施在相互不同的从属权利要求中被引用不表明不能使用这些措施的组合来获得优势。

Claims (15)

1.一种冷却系统，所述冷却系统包括：

压缩机；

冷凝器；

膨胀阀；以及

换热器，所述换热器包括：

用于容纳制冷剂的容器，所述容器具有内部空间，所述内部空间由容器壁的闭合的表面限定边界，所述容器包括用于使制冷剂穿过所述容器壁被输送到所述内部空间中以及输送出所述内部空间的入口和出口，以及

至少部分地在所述内部空间内部的管，其中，所述管的第一端部被固定到所述容器壁的第一孔口，所述管的第二端部被固定到所述容器壁的第二孔口，以使得能够实现通过所述第一孔口和所述第二孔口进入和/或离开所述管的流体连通；以及

压力控制装置，所述压力控制装置被配置为基于目标温度来控制所述内部空间中的压力；

其中，所述换热器的所述容器通过所述入口和出口与所述压缩机、所述冷凝器和所述膨胀阀连接，以形成至少一个制冷循环，在所述至少一个制冷循环中，所述换热器为蒸发器。

2.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述换热器的容器壁的闭合的表面呈现完全穿过所述容器延伸的孔，以及其中，所述管具有围绕所述容器壁的壁部分的至少一绕圈，所述壁部分限定出所述孔。

3.根据权利要求2所述的冷却系统，其中，呈现所述孔的闭合的表面为圆环面。

4.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述压力控制装置包括将温度值与对应的制冷剂压力值关联的表格或映射。

5.根据权利要求1所述的冷却系统，进一步包括温度传感器，所述温度传感器被配置为测量所述管内部的流体的温度。

6.根据权利要求5所述的冷却系统，包括泵，以使流体从所述管的第一端部穿过所述管移动到所述管的第二端部。

7.根据权利要求6所述的冷却系统，其中，第一温度传感器被定位在所述管的第一端部处，以测量在所述管内部在所述管的第一端部处的流体的温度，和/或第二温度传感器被定位在所述管的第二端部处，以测量在所述管内部在所述管的第二端部处的流体的温度。

8.根据权利要求1所述的冷却系统，进一步包括压力传感器，以测量所述容器内部的制冷剂的压力。

9.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述压力控制装置被配置为：

接收所述管内部的流体的目标温度；

基于所述目标温度确定所述容器中的制冷剂的目标压力；以及

基于所述目标压力控制所述容器内部的压力。

10.根据权利要求9所述的冷却系统，其中，所述容器中的制冷剂的目标压力为处于所述目标温度的制冷剂的蒸汽压力。

11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述压力控制装置被配置为：

对用于冷却所述管中的液体的换热需求的增长进行探测；以及

响应于探测到的换热需求的增长来控制以减小所述容器中的压力。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述压力控制装置被配置为：基于在所述管内部在所述管的第一侧处所测量的流体的温度和/或从所述容器朝向所述压缩机移动的气态的制冷剂的量来探测换热需求的增长。

13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述压力控制装置被配置为通过控制下述各项中的至少一个来控制所述容器内部的制冷剂的压力：

所述压缩机的抽吸力；以及

所述膨胀阀的设置。

14.根据权利要求5所述的系统，其中，所述内部空间内部的管的部分具有长度、直径和壁厚，并且所述泵具有流体的通过量，被配置为使得所述管的第二端部处的流体具有大体等于所述容器中的制冷剂的温度的温度。

15.一种用于在制冷系统中对流体进行制冷的换热器，所述换热器包括：

用于容纳制冷剂的容器(501，601)，所述容器包括内壁(505，605)和外壁(503，603)，其中，所述内壁与所述外壁是同心的，其中，所述容器具有至少由所述内壁和所述外壁限定边界的内部空间，所述容器包括用于将制冷剂输送到所述内部空间(607)中和输送出所述内部空间的入口(521，621)和出口(519，619)；

所述内部空间(607)内部的管(631)，所述管以围绕所述内壁至少一圈的方式进行布置；以及

被配置为基于目标温度对所述容器中的压力进行控制的压力控制装置，其中，所述控制装置包括将温度值与对应的制冷剂压力值关联的表格或映射。